Luận Văn Khai thác phần mềm PSIM - mô phỏng mạch điện tử công suất

LỜI NÓI ĐẦU
Trong những năm gần đây, mô hình hóa trở thành phương pháp rất hiệu quả trong nghiên cứu khoa học, trong thực tế sản xuất cũng như trong phục vụ giảng dạy và học tập. Trên thị trường thế giới cũng đã xuất hiện rất nhiều phần mềm Thiết kế - Mô phỏng mạch điện tử công suất. Có thể kể ra các phần mềm như : PSPICE, TINA, MATLAB, SIMSEN, SUCCES, PSIM Các phần mềm này chính là công cụ để giúp các kỹ sư, các nhà sản xuất tối ưu hóa công việc của mình, từ đó tạo ra những sản phẩm điện tử chính xác, đáng tin cậy và giá thành thấp.
Ở nhiều trường Đại Học và Cao Đẳng việc mô phỏng mạch điện tử còn nhiều khó khăn vì thiếu về trang thiết bị thực hành. Nhiều thiết bị mô phỏng cũ, số lượng module ít nên không đáp ứng được hết các nhu cầu về giảng dạy và học tập.
Để đáp ứng về nhu cầu thực tiễn đặt ra chúng em lựa chọn đề tài tốt nghiệp “Khai thác phần mềm PSIM - mô phỏng mạch điện tử công suất”. Với những mục tiêu sau:
- Giới thiệu về phần mềm và ứng dụng của phần mềm PSIM
- Giúp sinh viên sử dụng phần mềm này để hiểu rõ hơn lý thuyết đã học.
- Phục vụ cho mục đích nghiên cứu, học tập để nâng cao trình độ của bản thân.
Đồ án được trình bày thành 5 chương:
Chương 1: Tổng quan về một số phần mềm mô phỏng mạch điện tử công suất.
Chương 2: Giới thiệu về phần mềm PSIM.
Chương 3: Tổng quan về lò điện và lò điện trở.
Chương 4: Thiết kế mạch lực và mạch điều khiển lò điện trở.
Chương 5: Kết luận và đề xuất.
Trong quá trình làm đồ án, với sự tìm tòi và nghiên cứu của bản thân, đặc biệt là sự giúp đỡ rất nhiệt tình của cô giáo Nguyễn Thị Điệp chúng em đã hoàn thành đồ án này. Tuy nhiên do thời gian nghiên cứu còn hạn chế, nên đồ án này của chúng em không tránh khỏi những thiếu xót. Em rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các thầy cô và các bạn để đồ án của chúng em hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!


MỤC LỤC

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU
Chương 1: Tổng quan về một số phần mềm mô phỏng mạch điện tử 1
1.1. Matlab/Simulink 1
1.2. Phần mềm TINA (Toolkit for Interative Netword Analysis). 1
1.3. Phần mềm PSPICE (Power Simulation Program with Intergrated Circuit Emphases) 2
1.4. Phần mềm PSIM (Power electronics simulation software) 3
Chương II: Giới thiệu về phần mềm PSIM 4
2.1. Giới thiệu về phần mềm PSIM 4
2.1.1. Khái niệm chung 4
2.1.2. Khởi động chương trình 5
2.1.3. Biểu diễn tham số các phần tử 5
2.2. Một số phần tử mạch lực 7
2.2.1. Điện trở, điện cảm và điện dung (RLC) 7
2.2.2. Các khoá chuyển mạch 7
2.2.3. Khối điều khiển Gating block 8
2.2.4. Máy biến áp 8
2.2.5. Các môđun của bộ biến đổi một pha và ba pha 9
2.3. Một số phần tử mạch điều khiển 9
2.3.1. Khối hàm truyền 9
2.3.2. Các khối tính toán 10
2.3.3. Các khối hàm khác 10
2.3.3.1. Khối so sánh 10
2.3.3.2. Khối hạn chế 11
2.3.3.3. Khối xung hình thang và xung chữ nhật 11
2.3.3.4. Khối trễ thời gian (time delay block) 11
2.3.4. Các phần tử logic 11
2.3.4.1. Cổng logic 11
2.3.4.2. Khối chuyển đổi A/D và D/A 12
2.4. Các phần tử khác 12
2.4.1. Các dạng nguồn 12
2.4.1.1. Nguồn một chiều DC 12
2.4.1.2. Nguồn hình Sin 12
2.4.1.3. Nguồn sóng chữ nhật 12
2.4.1.4. Cảm biến điện áp/dòng điện 13
2.4.2. Bộ điều khiển chuyển mạch 13
2.4.2.1. Bộ điều khiển khoá đóng cắt (on-off switch controller) 13
2.4.2.2.Bộ điều khiển góc mở 13
2.5. Các bước tiến hành mô phỏng mạch điện tử công suất 14
2.6. Ví dụ mô phỏng 14
2.6.1. Thiết kế mạch điện 14
2.6.2. Cài đặt tham số cho các phần tử của mạch lực 14
2.6.3. Cài đặt tham số các phần tử của mạch điều khiển 15
2.6.4. Chạy mô phỏng 15
Chương 3: Tổng quan về lò điện 19
3.1. Giới thiệu chung về lò điện 19
3.1.1.Định nghĩa 19
3.1.2. Ưu điểm của lò điện so với các lò sử dụng nhiên liệu 19
3.1.3. Nhược điểm của lò điện 19
3.2. Giới thiệu về lò điện trở 20
3.2.1. Nguyên lý làm việc của lò điện trở 20
3.2.2. Yêu cầu đối với vật liệu làm dây nung 20
3.2.3. Cấu tạo lò điện trở 20
3.2.3.1. Vỏ lò 20
3.2.3.2. Lớp lót 20
3.2.3.3. Dây nung 21
3.3. Phương pháp điều khiển lò điện trở bằng mạch điều áp xoay chiều ba pha 21
3.3.1. Khoảng van dẫn ứng với = 0 60 23
3.3.2. Khoảng van dẫn ứng với = 60 90 23
3.3.3. Khoảng van dẫn ứng với = 90 150 24
Chương 4: Thiết kế tính toán mạch lực và mạch điều khiển 27
4.1. Thiết kế tính toán mạch lực 27
4.1.1. Tính chọn van bán dẫn 27
4.1.2. Tính toán bảo vệ van bán dẫn 28
4.1.2.1. Bảo vệ quá dòng 29
4.1.2.2. Bảo vệ quá áp 29
4.2. Thiết kế và tính toán mạch điều khiển 31
4.2.1. Nguyên tắc điều khiển 31
4.2.1.1. Nguyên tắc điều khiển thẳng đứng tuyến tính 31
4.2.1.2. Nguyên tắc điều khiển thẳng đứng “arccos” 32
4.2.2. Mạch điều khiển 33
4.2.2.1. Khâu đồng pha 34
4.2.2.2. Khâu tạo điện áp răng cưa 35
4.2.2.3. Khâu so sánh 36
4.2.2.4. Khâu tạo xung chùm 37
4.2.2.5. Chọn cổng AND 39
4.2.2.6. Khâu khuyếch đại và biến áp xung 40
4.2.2.7. Khâu phản hồi 44
4.3. Sơ đồ nguyên lý một kênh điều khiển 45
4.4. Giản đồ điện áp một kênh 46
4.5. Sơ đồ mạch lực và mạch điều khiển lò điện trở 47
4.6. Giản đồ điện áp ba pha 48
Chương 5: Kết luận và đề xuất 49
Tài liệu tham khảo 50